用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及密封材料领域，尤其是用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法。该制备方法包括S1、将玻璃原料混合并经过第一次球磨后，干燥、过筛得到玻璃原料粉体，玻璃原料包括B2O

【技术实现步骤摘要】
用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及密封材料领域，尤其是用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法。

技术介绍

[0002]温度传感器电阻元件是传感器中的核心部件，大量精细电路在其原件上，传感器通过电流或电压来判断外界参数变化，所以对电阻元件进行密封保护至关重要。但是由于电阻元件精度要求高，在实际使用过程中需要再高温环境中连续工作，如果没有采取密封保护措施会缩短电子元件的使用寿命。这种温度与工作环境的反复变化极易导致电阻原件内部形成缺陷最终导致疲劳失效。因此如何制备出一种绝缘密封材料来保护电阻原件是保证传感器实用性能的关键。
[0003]在无机玻璃密封材料中加入氧化铝陶瓷粉是由于氧化铝是热力学上最稳定的结构起机械支撑作用，堵塞玻璃流动产生的漏气通道。选定不同颗粒度与制作工艺的陶瓷粉可以改善玻璃密封材料的各项性能。
[0004]无机玻璃密封材料具有优良的气密性、抗热震稳定性及高绝缘性等特点，现已成为国内外电阻原件密封材料的首选。传统密封材料的制备主要采用高温烧结加工方式制得，即配料
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混合
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球磨
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熔融
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水淬
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球磨
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配料
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印刷
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烧结工艺流程。
[0005]因此，急需一种应用于铂电阻薄膜温度传感器玻璃陶瓷密封材料以提升温度传感器芯片的抗热循环性能，延长此类温度传感器的使用寿命。
专利技术内容
[0006]为了克服现有的密封材料的性能差的不足，本专利技术提供了用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法，该方法的具体步骤为：S1、将玻璃原料混合并经过第一次球磨后，干燥、过筛得到玻璃原料粉体，玻璃原料包括B2O330~40份、SiO215~20份、Al2O310~15份、CaO 20~30份；S2、将玻璃原料粉体放入陶瓷坩埚内加热至1400~1500℃，高温熔融后得到液态玻璃；S3、将液态玻璃倒入水中水淬成型，得到玻璃碎渣；S4、将玻璃碎渣放置在无尘密封环境中，玻璃碎渣降至室温后，放置于行星球磨机中进行第二次球磨，研磨24小时，得到玻璃粉体；S5、采用热膨胀仪来检测玻璃粉体的特征温度；S6、将玻璃粉体烘干后，将玻璃粉体与氧化铝粉按照一定比例混合成混合粉体后，放置于行星球磨机中进行第三次球磨混合均匀，混合12小时后得到玻璃陶瓷密封粉体；玻璃粉体80~90份、氧化铝粉10~20份；
S7、将玻璃陶瓷密封粉体与有机载体按照一定比例混合为玻璃陶瓷密封浆料，采用丝网印刷技术将配置好的玻璃陶瓷密封浆料涂覆至铂电路陶瓷芯片上，印刷2~5层；S8、将涂覆玻璃陶瓷密封浆料的铂电路陶瓷芯片放入温控炉中，以3℃/min的升温速率升温至850℃保温60min，冷却后得到玻璃陶瓷密封材料。
[0008]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述B2O335份、SiO216份、Al2O313份、CaO 25份。
[0009]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述玻璃原料粉体的粒径范围是5
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15μm。
[0010]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤S6中，所述玻璃粉体85份、氧化铝粉15份。
[0011]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤S2中，所述玻璃原料粉体加热至1450℃。
[0012]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤S7中，所述印刷层数是4层，在铂电路陶瓷芯片上每涂覆一层玻璃陶瓷密封浆料后将其置于温控炉内进行干燥处理。
[0013]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述第一次球磨时间是24h，球料比是球磨珠3：玻璃原料粉体1；第二次球磨时间是24h，球料比是球磨珠3：玻璃碎渣1；第三次球磨时间是12h，球料比是球磨珠3：混合粉体1。
[0014]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述第一次球磨、第二次球磨、第三次球磨的球磨介质是无水乙醇；第一次球磨时使用Φ10、Φ5、Φ3这三种直径的球磨珠将玻璃原料研磨至100目粉体；第二次球磨时使用Φ20、Φ15、Φ10这三种直径的球磨珠将玻璃碎渣研磨至300目粉体；第三次球磨时使用Φ10、Φ5、Φ30这三种直径的球磨珠将混合粉体研磨至300目粉体备用。
[0015]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述球磨珠是ZrO2珠子，用于球磨的球磨罐是刚玉陶瓷球磨罐。
[0016]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述玻璃陶瓷密封材料制备完成之后，对玻璃陶瓷密封材料进行冷热交替的抗热震性能测试，其测试方法是：测试装置通电后2min内将玻璃陶瓷密封材料温度升高至800℃，断电后1min内将玻璃陶瓷密封材料温度降至室温；将上述测试步骤重复500次以上，玻璃陶瓷密封材料无孔洞裂纹出现即代表合格。
[0017]本专利技术的有益效果是，该专利技术解决了现有技术中存在的热膨胀与基片不匹配、抗热循环性能差等问题，满足铂电阻薄膜温度传感器长期使用安全的需求。
[0018]通过时效处理能有效缓解玻璃内部应力问题，减少内部缺陷，提高玻璃坯体的可加工性；且通过此工艺能获得高致密度、高绝缘电阻及高抗热循环性能的绝缘密封材料。
附图说明
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0020]图1是本专利技术制备的玻璃陶瓷密封材料与陶瓷基片的结构示意图；图2是本专利技术的玻璃陶瓷密封浆料的高温粘度曲线图；图3是本专利技术的玻璃陶瓷密封材料在不同温度下的电阻值图；图4是本专利技术的玻璃陶瓷密封材料的表面微观形貌图；
图5是本专利技术的玻璃陶瓷密封材料的截面微观形貌图；图6是本专利技术的玻璃陶瓷密封材料经过冷热交替的抗热震性能测试500次后的表面微观形貌图；图7是本专利技术的玻璃陶瓷密封材料经过冷热交替的抗热震性能测试500次后的截面微观形貌图；
具体实施方式
[0021]图1是本专利技术制备的玻璃陶瓷密封材料与陶瓷基片的结构示意图；图2是本专利技术的玻璃陶瓷密封浆料的高温粘度曲线；图3是本专利技术的玻璃陶瓷密封材料在不同温度下的电阻值。
[0022]结合附图1、附图2和附图3所示，一种用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法，该方法的具体步骤是：S1、将玻璃原料混合并经过第一次球磨后，干燥、过筛得到玻璃原料粉体，玻璃原料包括B2O330~40份、SiO215~20份、Al2O310~15份、CaO 20~30份；S2、将玻璃原料粉体放入陶瓷坩埚内加热至1400~1500℃，高温熔融后得到液态玻璃；S3、将液态玻璃倒入水中水淬成型，得到玻璃碎渣；S4、将玻璃碎渣放置在无尘密封环境中，玻璃碎渣降至室温后，放置于行星球磨机中进行第二次球磨，研磨时长是24小时，得到玻璃粉体；S5、采用热膨胀仪来检测玻璃粉体的特征温度；S6、将玻璃粉体烘干后，将玻璃粉体与氧化铝粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法，其特征是，该方法的具体步骤是：S1、将玻璃原料混合并经过第一次球磨后，干燥、过筛得到玻璃原料粉体，玻璃原料包括B2O
3 30~40份、SiO
2 15~20份、Al2O
3 10~15份、CaO 20~30份；S2、将玻璃原料粉体放入陶瓷坩埚内加热至1400~1500℃，高温熔融后得到液态玻璃；S3、将液态玻璃倒入水中水淬成型，得到玻璃碎渣；S4、将玻璃碎渣放置在无尘密封环境中，玻璃碎渣降至室温后，放置于行星球磨机中进行第二次球磨，研磨24小时，得到玻璃粉体；S5、采用热膨胀仪来检测玻璃粉体的特征温度；S6、将玻璃粉体烘干后，将玻璃粉体与氧化铝粉按照一定比例混合成混合粉体后，放置于行星球磨机中进行第三次球磨混合均匀，混合12小时后得到玻璃陶瓷密封粉体；玻璃粉体80~90份、氧化铝粉10~20份；S7、将玻璃陶瓷密封粉体与有机载体按照一定比例混合为玻璃陶瓷密封浆料，采用丝网印刷技术将配置好的玻璃陶瓷密封浆料涂覆至铂电路陶瓷芯片上，印刷2~5层；S8、将涂覆玻璃陶瓷密封浆料的铂电路陶瓷芯片放入温控炉中，以3℃/min的升温速率升温至850℃保温60min，冷却后得到玻璃陶瓷密封材料。2.根据权利要求1所述的用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法，其特征是，所述B2O
3 35份、SiO
2 16份、Al2O
3 13份、CaO 25份。3.根据权利要求1所述的用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法，其特征是，所述玻璃原料粉体的粒径范围是5
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15μm。4.根据权利要求1所述的用于铂电阻薄膜温度传感的玻璃陶瓷密封材料的制备方法，其特征是，步骤S6中，所述玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓春，吴昊，赵雪鹏，侯彬，徐善平，冯江涛，蒲健，池波，
申请(专利权)人：江苏精瓷智能传感技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：